一種耐磨銅合金材料及其鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CuAl10Ni耐磨銅合金材料及其鑄造方法；原料采用鋁銅中間合金，鎳板，純鐵，電解銅，金屬錳，六氯乙烷，碎玻璃七種原料；通過(guò)裝爐，熔化，摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，澆注成型等步驟獲得的CuAl10Ni耐磨銅合金材料機(jī)械性能，可達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：屈服強(qiáng)度б0.2≥270N/㎜2，抗拉強(qiáng)度бb≥600N/㎜2，伸長(zhǎng)率σ5≥12％，布氏硬度HBW≥140，本耐磨銅合金材料專門用于制造軌道交通車輛空氣彈簧定位導(dǎo)套，具有很好的綜合機(jī)械性能、極高的耐磨性和抗腐蝕性，其使用壽命比傳統(tǒng)的ZCuAl9Mn2(S)材料可延長(zhǎng)一倍。
【專利說(shuō)明】一種耐磨銅合金材料及其鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種CuAllONi耐磨銅合金材料及其鑄造方法；特別是涉及一種軌道交通車輛空氣彈簧定位導(dǎo)套產(chǎn)品的CuAllONi耐磨銅合金材料及其鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的軌道交通車輛空氣彈簧定位導(dǎo)套是采用國(guó)標(biāo)GB/T1176-1987鑄造鋁青銅(ZCuA19Mn2)制造，存在綜合機(jī)械性能差、耐磨性差和抗腐蝕性差的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高、耐磨性和抗腐蝕優(yōu)良、伸長(zhǎng)率高及使用壽命長(zhǎng)的一種CuAllONi銅合金材料及其鑄造方法；
本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種CuAllONi耐磨銅合金材料的鑄造方法，其特征在于所述的CuAllONi耐磨銅合金材料按以下原材料的重量配比配料和工藝方法及步驟完成熔煉和鑄造:
所述的各原料的重量配比為:
招銅中間合金15~26重量份， 鎳板4~8重量份，
純鐵3~6重量份，電解銅60~80重量份，
金屬猛I~2重量份，六氯乙燒0.3~0.6重量份，
碎玻璃2~6重量份；
其中，鋁銅中間合金，含Al為50%，其余為Cu ；
鎳板中含Ni≥99.5% ；
純鐵含F(xiàn)e≥99% ；
金屬錳含Mn≥99% ；
CuAllONi耐磨銅合金材料化學(xué)成份如下:
Cu ≥ 76%，Al 9.5 ~11.0% ,Ni 4.0 ~6.5%，
Fe 3.5 ~5.5% , Mn 1.0 ~3.0% ；
所述的各步驟為:
(1)、裝爐，CuAllONi耐磨銅合金的熔煉設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，將上述重量配比的電解銅、鎳板及純鐵裝入預(yù)熱至暗紅色的坩堝中，裝爐方法為:首先將塊狀電解銅鋪在坩堝底層，塊狀電解銅數(shù)量為7~10塊，然后將鎳板及純鐵鋪在塊狀電解銅層上，再將剩余的塊狀電解銅鋪在鎳板及純鐵層上，最后將長(zhǎng)條形電解銅布滿坩堝周邊；
(2)、熔化，裝爐后快速熔化，熔化溫度12(KTl25(TC，待電解銅、鎳板及純鐵全部熔化后，攪拌合金液，再按重量配比加入金屬錳，邊加邊攪拌，待金屬錳加完后，加入少許電解銅降溫，降溫至稠糊狀時(shí)，開(kāi)始按重量配比加入鋁銅中間合金；其中，加入鋁銅中間合金的方法是:逐塊加入，每加入一塊，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁蚣尤脘X銅中間合金的過(guò)程是放熱反應(yīng)過(guò)程，如合金液溫度升得較高，加入電解銅降溫，具體操作原則是:低溫加鋁銅中間合金，充分?jǐn)嚢瑁禍赜玫碾娊忏~為備用電解銅，降溫用的電解銅入爐前必須預(yù)熱；
(3)、摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，待鋁銅中間合金加完后，合金液溫度達(dá)到120(Tl25(rC時(shí)，另加入氟鋁酸鈉0.3^0.5 %，然后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌完后，進(jìn)行常規(guī)的扒渣、澆注砂型試樣和含氣量檢驗(yàn)，含氣量檢驗(yàn)如不合格，使用鐘罩按重量配比分2次壓入六氯乙烷進(jìn)行精煉除氣；
(4)、澆注成型，含氣量檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行澆注，采用臥式離心機(jī)鑄造，轉(zhuǎn)速400-500轉(zhuǎn)/分，澆注溫度110(Tl20(TC，澆注過(guò)程中，按配料比例在澆包的銅合金液中加入碎玻璃進(jìn)行覆蓋。
[0004](5)、通過(guò)上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料機(jī)械性能，可達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn):屈服強(qiáng)度6Q2≥270N/mm2，抗拉強(qiáng)度6b≥600N/mm2，伸長(zhǎng)率O5≥12%,布氏硬度HBff ^ 140，該耐磨銅合金材料專門用于生產(chǎn)軌道交通車輛空氣彈簧定位導(dǎo)套產(chǎn)品。
[0005]通過(guò)上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料具有綜合機(jī)械性能好、極高的耐磨性和抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]下面將傳統(tǒng)的ZCuA19Mn2 (S)材料與CuAllONi (Li)材料機(jī)械性能對(duì)比:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種CuAllONi耐磨銅合金材料的鑄造方法,其特征在于所述的CuAllONi耐磨銅合金材料按以下原材料的重量配比配料和工藝方法及步驟完成熔煉和鑄造: 所述的各原料的重量配比為: 招銅中間合金15~26重量份， 鎳板4~8重量份， 純鐵3~6重量份，電解銅60~80重量份， 金屬猛1~2重量份，六氯乙燒0.3~0.6重量份， 碎玻璃2~6重量份； 其中，鋁銅中間合金，含Al為50%，其余為Cu ； 鎳板中含Ni≥99.5% ； 純鐵含F(xiàn)e≥99% ； 金屬錳含Mn≥99% ； CuAllONi耐磨銅合金材料化學(xué)成份如下: Cu ≥ 76%，Al 9.5 ~11.0% ,Ni 4.0 ~6.5%，
Fe 3.5 ~5.5% , Mn 1.0 ~3.0% ； 所述的各步驟為: (1)、裝爐，CuAllONi耐磨銅合金的熔煉設(shè)備為中頻感應(yīng)電爐，將上述重量配比的電解銅、鎳板及純鐵裝入預(yù)熱至暗紅色的坩堝中，裝爐方法為:首先將塊狀電解銅鋪在坩堝底層，塊狀電解銅數(shù)量為7~10塊，然后將鎳板及純鐵鋪在塊狀電解銅層上，再將剩余的塊狀電解銅鋪在鎳板及純鐵層上，最后將長(zhǎng)條形電解銅布滿坩堝周邊； (2)、熔化，裝爐后快速熔化，熔化溫度1200-1250℃，待電解銅、鎳板及純鐵全部熔化后，攪拌合金液，再按重量配比加入金屬錳，邊加邊攪拌，待金屬錳加完后，加入少許電解銅降溫，降溫至稠糊狀時(shí)，開(kāi)始按重量配比加入鋁銅中間合金；其中，加入鋁銅中間合金的方法是:逐塊加入，每加入一塊，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，因加入鋁銅中間合金的過(guò)程是放熱反應(yīng)過(guò)程，如合金液溫度升得較高，加入電解銅降溫，具體操作原則是:低溫加鋁銅中間合金，充分?jǐn)嚢?，降溫用的電解銅為備用電解銅，降溫用的電解銅入爐前必須預(yù)熱； (3)、摻氟鋁酸鈉及澆注砂型試樣，待鋁銅中間合金加完后，合金液溫度達(dá)到1200-1250℃時(shí)，另加入氟鋁酸鈉0.3-0.5%，然后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌完后，進(jìn)行常規(guī)的扒渣、澆注砂型試樣和含氣量檢驗(yàn)，含氣量檢驗(yàn)如不合格，使用鐘罩按重量配比分2次壓入六氯乙烷進(jìn)行精煉除氣； (4)、澆注成型，含氣量檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行澆注，采用臥式離心機(jī)鑄造，轉(zhuǎn)速400-500轉(zhuǎn)/分，澆注溫度1100-1200℃，澆注過(guò)程中，按配料比例在澆包的銅合金液中加入碎玻璃進(jìn)行覆蓋； (5)、通過(guò)上述方法獲得的CuAllONi耐磨銅合金材料機(jī)械性能，達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn):屈服強(qiáng)度6Q2≥270N/mm2，抗拉強(qiáng)度6b≥600N/mm2，伸長(zhǎng)率σ 5≥12%，布氏硬度HBW≥140，并專門用于生產(chǎn)軌道交通車輛空氣彈簧定位導(dǎo)套產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法鑄造的一種CuAllONi耐磨銅合金材料。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK103589900SQ201310501689
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】陳留根, 尹社新, 許松桔 申請(qǐng)人:株洲聯(lián)誠(chéng)集團(tuán)有限責(zé)任公司